Role of the Residue Q1919 in Increasing Kinase Activity of G2019S LRRK2 Kinase: A Computational Study

Mutations in multi-domain leucine-rich repeat kinase 2 (LRRK2) have been an interest to researchers as these mutations are associated with Parkinson's disease. G2019S mutation in LRRK2 kinase domain leads to the formation of additional hydrogen bonds by S2019 which results in stabilization of the active state of the kinase, thereby increasing kinase activity. Two additional hydrogen bonds of S2019 are reported separately. Here, a mechanistic picture of the formation of additional hydrogen bonds of S2019 with Q1919 (also with E1920) is presented using ‘active’ Roco4 kinase as a homology model and its relationship with the stabilization of the ‘active’ G2019S LRRK2 kinase. A conformational flipping of residue Q1919 was found which helped to form stable hydrogen bond with S2019 and made ‘active’ state more stable in G2019S LRRK2. Two different states were found within the ‘active’ kinase with respect to the conformational change (flipping) in Q1919. Two doubly-mutated systems, G2019S/Q1919A and G2019S/E1920 K, were studied separately to check the effect of Q1919 and E1920. For both cases, the stable S2 state was not formed, leading to a decrease in kinase activity. These results indicate that both the additional hydrogen bonds of S2019 (with Q1919 and E1920) are necessary to stabilize the active G2019S LRRK2.     

Conformational Effects of Regioisomeric Substitution on the Catalytic Activity of Copper/Calix[8]arene C−S Coupling

Functionalization of the phenolic rim of p-tert-butylcalix[8]arene with phenanthroline to create a cavity leads to formation of two regioisomers. Substitution of positions 1 and 5 produces the known C_2v-symmetric regioisomer 1,5-(2,9-dimethyl-1,10-phenanthroyl)-p-tert-butylcalix[8]arene ( L^1,5 ), while substitution of positions 1 and 4 produces the C_s-symmetric regioisomer 1,4-(2,9-dimethyl-1,10-phenanthroyl)-p-tert-butylcalix[8]arene ( L^1,4 ) described herein. [ Cu(L^1,4)I ] was synthesized from L^1,4 and CuI in good yield and characterized spectroscopically. To evaluate the effect of its cavity on catalysis, Ullmann-type C−S coupling was chosen as proof-of-concept. Selected aryl halides were used, and the results compared with the previously reported Cu(I)/ L^1,5 system. Only highly activated aryl halides generate the C−S coupling product in moderate yields with the Cu(I)/ L^1,4 system. To shed light on these observations, detailed computational investigations were carried out, revealing the influence of the calix[8]arene macrocyclic morphology on the accessible conformations. The L^1,4 regioisomer undergoes a deformation that does not occur with L^1,5 , resulting in an exposed catalytic center, presumably the cause of the low activity of the former system. The 1,4-connectivity was confirmed in the solid-state structure of the byproduct [ Cu(L^1,4 − H) (CH₃CN)₂] that features Cu(I) coordinated inside a cleft defined by the macrocyclic framework.     

催化裂解-金汞齐富集-冷原子吸收光谱仪测定土壤样品中总汞含量

为建立采用催化裂解-金汞齐富集-冷原子吸收光谱仪即直接测汞仪测定土壤样品中汞含量的方法,本研究配制汞总量为0~2 ng、0~15 ng和25~1023 ng的三种不同汞浓度系列的标准工作曲线,选取9个土壤样品,3种国家土壤有证标准物质,同一样品分别进行6组平行测定,并抽取3个土壤样品进行3种不同浓度加标回收试验,以对其方法精密度和准确度进行论证。 结果显示：仪器信号值与Hg总量之间均呈良好的线性关系。根据仪器多次测定空白数据结果,按照称样量0.1 g计算,方法最小检出量为0.09 ng/g;平行测定结果相对标准偏差均小于10%,土壤标准物质测定值与标准物质标准参考值均相符,不同浓度的加标回收率范围为78.4%～92.7%。结果表明催化裂解-金汞齐富集-冷原子吸收光谱仪,可用于批量土壤样品中汞含量的快速测定分析,方法的精密度和准确度可满足测定分析要求,且实验过程中无需前处理消煮,操作方便、快速高效。     

催化光度法时间程序测定土壤中痕量碘

碘是评价环境的重要元素之一,是地球化学勘察样品常测元素。本实验建立了艾斯卡试剂分解-热水提取样品,催化分光光度法时间程序测定碘的方法。详细讨论了艾斯卡试剂手工制作与行星球磨机制作的利弊;;参比液的选择;17℃-25℃不同环境温度条件对实验结果的影响;全程序空白溶液,与36g/L的碳酸钠溶液两种方法制作标准曲线及标准曲线线性范围;样品烧结时间及温度;乙酸用量对样品测试吸光度的影响。结果表明：利用行星球磨机制作艾斯卡试剂,选择试剂空白为参比液,在19℃的恒温环境下,采用36g/L的碳酸钠溶液制作0-8ug/mL标准曲线,样品采用0-300℃、300-500℃、500-750℃三阶段升温,750℃保持30min的烧结程序,乙酸用量为5mL时可以得到可靠的结果。该方法克服了艾斯卡试剂制作困难、样品烧结结块及实验反应速率过快等困难。通过方法学考察表明：基于所建方法碘元素校准曲线系数＞0.999;方法检出限为0.2 mg/kg;测定GSS36、GSS37、GSS38、GSS40、GSS47、GSS48、GSS49等9种国家一级标准物质,结果均在参考值范围内,相对标准偏差RSD＜5%。该方法测定的结果准确度及精密度高、 检出限低、减少碘记忆效应的存在,适用于地球化学勘察土壤样品中碘的测定。     

超级微波消解-电感耦合等离子体发射光谱（ICP-OES）法测定土壤中18种元素

为提高土壤多元素同时检测的效率,采用超级微波消解-电感耦合等离子体发射光谱法测定土壤中钾、钠、钙、镁、铜、铁、锰、锌、磷、硫、硼、砷、镉、铬、铅、钴、镓、锂等18种元素含量。比较了超级微波消解、常规微波消解和电热板消解的处理效果,采用超级微波消解法对样品进行前处理,并优化了消解条件。在最优条件下,各元素的检出限在0.05~20 mg/kg,加标回收率在86.2%~107.5%,RSD在0.1%~3.0%,方法准确度及精密度可以满足多元素同时测定的需求,且该方法具有简单、快速、成本低、用酸量少、重现性好等特点。     

电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定土壤中的碘

通过电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定土壤中的碘。样品预处理采用艾斯卡试剂熔融、热水提取和阳离子树脂静态交换,试验加入了不同剂量的阳离子交换树脂在不同程度上降低了溶液中Na+ 和Zn2+^{等阳离子的盐效应干扰。研究了乙醇在}ICP-MS中对碘元素的增强效应,用3%的氨水溶液清洗进样系统,有效减少的碘的记忆效应和清洗时间。该方法线性范围宽,方法灵敏度高,检出限低,试剂用量少,环境友好。对苏州及周边区域若干非污染土壤点位进行采样、制备和测试,碘平均含量为2.7μg.g_-1^;同步测试国家有证标准物质,精密度和准确度良好。     

成都平原典型地区水果-土壤重金属污染特征研究

为摸清成都平原土壤-水果系统中重金属污染水平和富集特征,通过对成都平原典型地区333个水果作物及其根部表层土壤中Hg、As、Pb、Cd、Cu、Cr和土壤理化指标的测定,结果表明：（1）研究区土壤养分整体呈现出有效磷和碱解氮较丰富,有机质和速效钾较缺乏的特征,可通过增施有机肥、地面覆草、施用绿肥等方式提升土壤肥力水平。（2）研究区土壤重金属存在部分点位超标,以Cd的超标率最高。土壤重金属单因子评价污染等级为清洁,土壤综合污染指数评价污染等级为中度污染,其主要贡献为Cd。研究区重金属存在一定程度的富集,Cd和Hg的污染指数高,潜在生态风险强,应重点关注土壤Cd污染和Hg含量水平的增加趋势,将Cd污染作为下一步土壤风险管控和修复治理的重点目标。（3）研究区水果Pb、Cd的超标率分别为5.7%、7.8%,不同水果Pb、Cd的超标率差异显著,草莓Cd的超标率最高。研究区水果中重金属未对成人构成非致癌健康风险,而水果中的As和Cu对儿童构成了非致癌健康风险,As和Cu对水果重金属非致癌总指数的贡献超过70%,应特别关注水果中As和Cu的管控,以免造成较大的食源性危害。（4）重金属在水果与土壤中的含量水平关联性较低,水果中重金属的含量与水果富集重金属的能力关联度极高,应进一步查明水果重金属与土壤重金属形态的关系,并结合调整水果种植结构、筛选重金属低积累水果品种等方式降低水果重金属的健康风险。     

元素分析仪测定土壤、沉积物样品碳氮含量的影响因素及数据校正

使用元素分析仪进行土壤、沉积物样品碳、氮含量检测时,样品前处理过程(烘干和酸化)、包样质量以及参考标准品等因素均会对检测结果造成影响.试验结果表明:酸化导致氮百分质量的测定结果降低2.6%~40.0%,碳百分质量的测定受包样质量的影响较大,使用的校正标准与被测样品越相似,校正结果越准确.     

电感耦合等离子体质谱法测定土壤中痕量铀

建立电感耦合等离子体质谱法测定土壤样品中痕量铀含量的方法。采用硝酸、氢氟酸、高氯酸混合酸消解样品后,以铼为内标溶液校正基体干扰,用电感耦合等离子体质谱仪测定土壤中的痕量铀含量。实验结果表明,铀的质量浓度在0~20 ng/m L范围内与信号强度呈线性关系,相关系数r=0.999 9,方法检出限为0.006μg/g,测定结果的相对标准偏差小于5%(n=6),加标回收率在96%~103%之间。用该方法与标准方法对同一样品进行测定,两种方法测定结果一致。该方法准确可靠,满足土壤样品中痕量铀含量的测定要求。     

HPLC–ICP–MS法测定农田土壤中甲基汞和乙基汞

采用HPLC反相C18柱分离、ICP–MS检测,建立了农田土壤中甲基汞和乙基汞的分析方法。以0.5mol/L的硝酸溶液为浸提剂,超声波提取1 h,在优化的仪器条件下测定,甲基汞和乙基汞的质量浓度在0.1~50ng/m L范围内与谱线强度呈良好线性关系(r≥0.999),检出限分别为0.1,0.2 ng/m L;加标回收率分别为89.26%~94.26%,76.88%~79.27%;相对标准偏差分别为1.67%~2.38%,2.58%~3.84%(n=5)。该方法样品前处理简单、重现性好、检出限低、准确度高,适合于农田土壤中甲基汞和乙基汞的同时测定。